如何用一塊電池撬動汽車行業?

禾顏閱車


【導語 : 本月堪稱豪華電動汽車月,梅賽德斯奔馳推出第一款純電動SUV車型EQC;奧迪旗下首款純電動SUV車型e-tron量產版將正式在舊金山全球首發;寶馬iX3電動SUV已於本月開始接受預定。但看上去一片大好的電動汽車,卻內患頗多。電池就是電動汽車的命門,成本控制電池是關鍵,安全問題電池是關鍵,續航問題電池還是關鍵。阿基米德說,給我一個支點,我將撬動地球。我們也可以說,給我一塊電池,我可以撬動整個汽車行業。】

今年5月底,國際新能源署(IEA)今年5月發佈的《2018全球電動汽車展望》報告顯示,到2017年為止,全球電動汽車保有量超過300萬輛(包括純電動汽車和插電式混合動力汽車)。而本月堪稱豪華電動汽車月,梅賽德斯奔馳推出第一款純電動SUV車型EQC,並計劃到2022年前完成全球範圍內推出10款純電動汽車的目標;奧迪旗下首款純電動SUV車型e-tron量產版將正式在舊金山全球首發;寶馬iX3電動SUV已於本月開始接受預定。看上去一片大好的電動汽車,卻內患頗多,最大的問題是消費都對電動汽車的不信任。

國內電動安全碰撞測試普及率低

電動汽車碰撞安全主要涉及兩方面:一是,電池在碰撞中受到擠壓可能引起內部短路、起火甚至爆炸等;二是,高壓電驅動系統碰撞後可能與成員發生直接或間接接觸引發電擊傷害。無論哪一種都會危及到乘員及行人安全。這正是讓消費者最耿耿於懷的軟肋。

據最新統計,中國的電動汽車保有量已達123萬輛左右,是電動汽車保有量最高的國家,佔全球電動汽車保有量的40%左右。中國電動汽車保有量增長速度也位列全球第一,近三年的電動汽車保有量增速分別約為197%、107%、89%。但是,電動汽車的安全問題仍是國內消費者的一大擔憂。

6月5日,北京市一輛帝豪牌電動車在凌晨起火。網友表示,失火原因是由於停車附近沒有充電樁,住戶使用了“飛線”所致。所謂飛線,其實就是住戶從自己家裡拉一條充電線。由於很多小區沒有充電樁設備或是充電樁數量不夠,目前有很大一部分人都是用飛線的方式充電。

如果你以為發生事故的僅僅是國產品牌那就大錯特錯了。今年1月,重慶車庫,一輛特斯拉Model S在未充電、未被碰撞的情況下,發生自燃。從自燃車輛車況看,內飾完好,著火點在車輛底部,應該是電池系統著火。

8月25日,新興的新能源汽車製造商威馬汽車一試驗用報廢車也發生車輛自燃事故。事發時車輛正停在威馬汽車成都研究院內。官方申明,起火原因為在不允許已報廢車輛進行通電啟動的情況下,一名員工違反規定,強行通電,觸發車輛短路風險,導致電池包發生自燃。

與國內大好的前景極為不相稱的是電動汽車安全碰撞測試普及率很低。舉例來說,在2006版、2009版、2012版和2015版這四版C-NCAP管理規則中,均未指明新能源汽車的試驗規則和試驗程序,所以國內在市面上跑的絕大部分車型都沒有接受安全碰撞測試權威認證

電池瓶頸仍是難題

電動汽車事故頻發看起來與其電池系統有著密不可分的關係。電池是電動汽車的靈魂所在,電池技術也決定了電動汽車到底能夠走多遠。

其實在一百多年前愛迪生髮明電燈的時候,電力就被認為是未來的重要動力,而且當時電動車實際上是早於汽油車出現的。但是苦於電力無法解決移動中的汽車的能源供應問題,電動汽車這個概念被暫時擱置了。因此電動汽車其實並不是什麼新鮮的概念。

一百多年前阻礙電動車發展的根本原因在於電池,而一百多後的的今天,電池這種依靠化學能保存電能的設備,雖然已經進步了很多,但依然是不足夠的。即使是最先進的鋰離子電池,依然不能完全滿足車輛的大批量使用。

究其原因有以下幾點:首先鋰電池成本非常高,再者因為鋰元素非常活躍,會在加熱和碰撞中失火甚至爆炸,鋰電池在大量使用時安全性沒法保證。最重要而且最實際的是鋰電池的密度不夠大。要滿足一輛車行駛400到500公里的能源供應,電池重量可能要達到半噸。這顯然是普通家用車所不能接受的。而目前大多數城市充電樁佈局不到位,數量少,電力續航不足意味著你開車時需要時刻提心吊膽開到一半車子就熄火在路上。即使充電樁足夠,和五分鐘就搞定的加汽油相比,給電動車充電的時間太長,出行十分不方便。

在9月初舉辦的“2018中國500強企業高峰論壇”上,國家千人計劃聯誼會副會長,澳大利亞國家工程院外籍院士,南方科技大學清潔能源研究院院長劉科就表示,電動車有一個很大的問題——能量密度,今天鉛酸電池密度90,鋰電池240,但是汽油密度是8600。他認為中國汽車行業想通過電動車彎道超車是“扯淡”,特斯拉雖然一直在炒作,但是每個季度在虧錢。比亞迪今年第一個季度利潤狂降83%。一是成本大增,二是國家補貼減少。他認為,之所以第一條汽車生產線是福特的流水線,是因為內燃機設計,大大降低了單位成本。而中國2016年汽車產量3000萬,但是電動車2017年77.7萬輛,全世界的鋰價格翻了4倍,在這種情況下,沒有技術的突破,不可能把3000萬輛全部轉成電動車。

提高鋰電池密度,人類並不是沒有努力過。目前電池工業公認的發展方向是用硅製成的電極取代目前電池中的石墨陽極。因為硅可以比石墨儲存30%的電荷,但硅在充放電時會膨脹和收縮,並會與電解液發生反應,這就導致用硅製造的陽極電池比用石墨製造的失敗率高得多。

2009年以來,美國能源高級研究計劃局預算投入4億美元研究清潔能源,其中改進電池的項目成果都因為無法複製、量產,以失敗告終。

特斯拉在美國政府的支持下,聯合松下和IBM最終把電池性能提高60%,並不是改變了鋰離子電池本身的化學技術或者是材料,而是提升了工程設計和生產技術。最終特斯拉在2016年3月推出了續航里程200英里的Model 3,但跟正常續航在350英里以上的燃油小汽車相比,售價3.5萬美元的特斯拉還是貴了2倍以上。

禾顏閱車點評:

電動車事故屢見不鮮表面電動車技術,尤其是電池技術還有提升的空間。電池就是電動汽車的命門,成本控制電池是關鍵,安全問題電池是關鍵,續航問題電池還是關鍵。而目前不論是在電池技術的更新換代上還是在資本市場的角逐交鋒上,電動車製造商們都面臨著諸多的挑戰。未來製造商們之間的競爭也將是硬實力與軟實力的多方位比拼。

按麥肯錫的預測,即便是特斯拉這樣的世界頂級純電動汽車廠商,想要壓縮成本到燃油汽車一樣的售價,至少需要十年甚至更長的時間,改進鋰電池技術的時間,更是無法估量。阿基米德說,給我一個支點,我將撬動地球。我們也可以說,給我一塊電池,我可以撬動整個汽車行業。

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